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Schau im Supermarkt, bei dir in der Küche oder im Badezimmer mal ganz genau hin! Bestimmt ist dir schon mal das Jodsalz oder die Zahnpasta mit Fluorid aufgefallen. Wenn du im Schwimmbad warst, sagst du vielleicht, dass deine Haut noch ganz nach Chlor riecht. Das sind die Chloride, die im Wasser gelöst sind. Aber Achtung, wenn eine Pumpe kaputt ist, kann es auch schon mal zu einem Chlor-Gas-Unfall im Schwimmband kommen. Das Chlorgas ist nämlich reizend und giftig.
Die Halogene bilden die 7. Hauptgruppe im Periodensystem. Zu ihnen gehören die Elemente Fluor, Chlor, Brom, Iod und Astat. Tenness gehört auch dazu und wurde 2010 erstmals synthetisch hergestellt. Der Name der Halogene stammt aus dem Griechischen und heißt Salzbildner. Das Speisesalz Natriumchlorid (\( \ce {NaCl} \)), welches aus Chlorid und Natrium gebildet wird, ist dir ein sehr bekanntes Salz. Als Reinstoffe, also elementar, ist Chlor wie eben beschrieben äußerst giftig für uns. Dahingegen ist das Speisesalz Natriumchlorid für uns harmlos. Durch die Verbindung von Natrium und Chlorid entsteht ein neuer Stoff mit neuen Eigenschaften. Es werden aber auch viele andere Verbindungen durch ihre ähnlichen Eigenschaften zum Speisesalz Salze genannt.
Halogene kommen in der Natur praktisch nicht elementar vor. In Verbindungen verwenden wir deshalb den Begriff der Halogenide. In deinem Alltag sind in verschiedenen Bereichen Verbindungen mit den Halogeniden vorhanden. In diesem Artikel erfährst du mehr über die Halogene als Elemente und die Halogenide.
Vorkommen
Wie du schon eben erfahren hast, bilden Halogenide in Verbindung mit den Ionen anderer Stoffe Salze. Oft sind die Salze im Meerwasser gelöst. Auch das Speisesalz, das in unserer Küche zu finden ist, ist im Meer gelöst. Das merkst du daran, dass das Meereswasser salzig schmeckt. Dieses Salz heißt Natriumchlorid (\( \ce {NaCl} \)), eine Verbindung aus Natrium und Chlorid.
Chloride, Bromide und Iodide kommen nicht nur in Meereswasser, sondern auch in Salzdepots vor. Iodid kommt auch in Algen oder in der Schilddrüse des menschlichen Körpers vor. Fluoride kommen in verschiedenen Mineralien sowie in Knochen und im Zahnschmelz vor.
Gewinnung
Iod kann z. B. aus Meerespflanzen, die eine hohe Iodidkonzentration besitzen, gewonnen werden. Dabei läuft der folgende Prozess ab: Ernte, Trocknung, Verbrennung der Pflanzen, Extraktion des Iods aus der Asche.
Die Halogene werden aus den Halogeniden mittels Elektrolyse gewonnen. Bei diesem Verfahren wird die Eigenschaft des Ionischen Aufbaus der Salze genutzt. Ein Beispiel für dieses Verfahren ist die Chloralkali-Elektrolyse.
Verwendung
- Fluorid: Zusatz für Zahnpasta und bei Antihaftbeschichtungen von Pfannen
- Chlorid: Gewürz in der Küche, Bleich- und Desinfektionsmittel
- Bromid: Bleich- und Desinfektionsmittel, Unkraut- und Insektenvernichtungsmittel
- Iodid: Arzneimittel und Desinfektionsmittel, Halogenlampen
Eigenschaften
Die Halogene haben ähnliche Eigenschaften
- Halogene sind Nichtmetalle und leiten daher den Strom nicht. Sie zählen deshalb zu den Isolatoren.
- Halogene sind sehr reaktionsfreudig und kommen deshalb in der Natur nicht elementar, sondern als Halogenide in Verbindungen vor.
- Halogene sind giftig für den Menschen. Interessant ist doch aber, dass die Halogenide in bestimmten Verbindungen wie im Speisesalz (\(\ce{NaCl}\)) nicht giftig für uns sind.
Weitere Eigenschaften
- Wasserlöslichkeit und Reaktionsfähigkeit nehmen mit steigender Ordnungszahl ab.
- Farbigkeit nimmt mit steigender Ordnungszahl zu.
- Dichte, Schmelz- und Siedetemperatur nehmen mit steigender Ordnungszahl zu.
Verbindungen
Wie du bereits weißt, sind Halogene sehr reaktionsfreudig. Fluor hat sogar die höchste Reaktivität aller Elemente im Periodensystem. Sie können mit fast allen Elementen aus dem Periodensystem außer mit den Edelgasen (8. Hauptgruppe) Verbindungen eingehen. Das kommt daher, dass sie 7 Außenelektronen besitzen und ihnen 1 Außenelektron fehlt.
Die Halogene selbst sind als Moleküle aufgebaut, wie zum Beispiel das Chlorgas (\(\ce{Cl2}\)). Diese Art von Verbindungen sind aber nicht stabil und damit reaktiv.
Reaktionen mit Wasserstoff
Bei der Reaktion der Halogene mit Wasserstoff entstehen kovalente Bindungen.
Fluor und Wasserstoff reagieren direkt zu Fluorwasserstoff. In Wasser gelöst ist Fluorwasserstoff eine schwache Säure (Flusssäure).
\(\ce{F2 + H2 -> 2 HF}\)
Chlor und Wasserstoff benötigen eine Aktivierung, um zu Chlorwasserstoff zu reagieren. Diese Reaktion ist stark exotherm und explosiv.
\(\ce{Cl2 + H2 -> 2 HCl}\)
Zusammen mit Wasserstoff und Sauerstoff reagieren die Halogene zu Halogensauerstoffsäuren. Bromwasserstoffsäure und Iodwasserstoffsäure gehören zu den stärksten bekannten Säuren.
Salzbildung
Bei der Bildung von Salzen reagieren die Halogene mit Metallen.
Beispiel: Reaktion von Chlor und Natrium zu Natriumchlorid (Kochsalz):
\(\ce{2 Na + Cl2 -> 2 NaCl}\)